机械加工及船舶轴舵系安装技术优化研究朱林志

机械加工及船舶轴舵系安装技术优化研究朱林志

朱林志吴勇

关键字：机械加工船舶轴舵安装技术

船舶轴舵系的安装关系到船舶正常投运后的安全平稳运行。船舶轴舵系主要是由操作改变船舶行程的舵系和船舶动力输送的轴系两个部分组成。船舶的舵系和轴系都是利用机械加工工艺制造，安装过程中也会应用到很多机械加工连接部件。本文主要是从机械加工的特点出发，结合9400集装箱船的轴舵系安装技术进行研究探索。

1机械加工和轴舵系相关基础概念

1.1机械加工是一种利用加工设备对零部件进行尺寸、外形、功能等进行加工改造的过程，一般因加工所处环境的温度具有冷、热两种加工方式。目前影响机械加工质量的主要因素来源于机械设备如机床等，因为设备使用过程的磨损、调整误差等带来的机械加工标准下降；设备在机械加工过程中，受力带来的变形导致的质量下降等。针对这些质量问题，机械加工中要注意观察、调整和控制机床等机械加工设备带来的质量误差，要采用新的加工技术手段，提高操作人员的专业技能水平，来减少加工中误差值的大小，提高机械加工件的质量合格率。

1.2船舶轴舵系是由轴系和舵系组成，是推动主机进行动力输出的重要部件。主要作用就是把船舶动力主机生产出的动力传输给螺旋桨，之后把螺旋桨产生的反向推力输送给船舶船体，从而利用这种力量推动船舶的行驶。轴舵系是船舶航向操作的重要支撑系统，因此船舶轴舵系的安装在船舶安装制造中具有直接影响船舶使用寿命的重要作用。所以轴舵系的安装必须实现优质高效，才能有效提高和保证船舶的回转性能和控制性能。船舶轴舵系的安装一般有两个主要阶段。第一步是采购轴舵系机械加工需要的锻造原件。在该步骤中，需要严格控制锻造原件的质量和工期，让机械加工的产品质量从源头上就得到保证，并有足够的加工工期保证加工生产出符合轴舵系需要的机械零部件。第二个阶段是机械加工原件入库检查阶段。该阶段主要需要对照船舶轴舵系的加工需要，对锻造加工原件进行化学成分、产品性能和压力性能的再次复核，避免因为原件在运输途中造成质量问题，在确认无误后产品才能入库，进入后续的机械加工和安装环节。

2轴舵系部件机械加工工艺技术质量分析

2.1轴系安装技术质量关键控制环节分析

在轴系安装中，大面积进行动火作业，会对船体结构造成局部变形，就造成了船舶运行中的不安全因素，因此在安装中要做好以下安装环境的施工控制。第一，轴舵系望光拉线。在拉线之前必须完是机舱前壁之后的部位、主甲板以下的船体结构部位的焊接作业全部完成，火攻矫正作业完成。机舱前壁往船首的第一条大焊缝大接缝都要焊接完成，机舱和船体的连接部位的油水仓的密封性检验工作完成，机舱内除主机之外的主要设备都已经布置到位。避免在环境温度变化过大的时间段进行拉线作业，并禁止在拉线作业中出现其他震动作业施工。第二，尾管安装。首先在进行安装尾管之前进行清洁检验。已经完成注入管、透气管的所有焊接作业，并对管子内部已经进行了清洁处理，环氧面不存在铁锈、油污、水渍、灰尘等影响。尾管座上的定位螺栓孔已经进行清洁除锈处理。尾管定位施工中，要在和精拉线时相似的环境温度下进行，考虑到尾管轴承安装需要一定的偏心值，要在施工测量点的选取时，就把偏心量计入进行计算。第三，环氧树脂浇注。填焊作业要在密封胶进行封堵之前进行，避免因为焊接作业烧坏密封胶。环氧树脂的浇注要在固定螺栓上紧之后进行，在浇注中要控制加热温度，避免温度过高影响环氧树脂的机械性能，最后还要对每个环氧树脂开口补焊的表面进行打磨光顺作业，进行表面探伤处理。第四，尾轴和螺旋桨的安装。压装之前都要进行表面清洁处理，在合适的温度下，对照安装要求按照步骤进行按照。安装完成之后进行轴系的校中和负荷测量，最后再对主机进行环氧树脂密闭处理。

2.2舵系按照技术质量关键控制环节分析

第一，测量舵系的镗孔尺寸，要注意检查镗孔部位的加工表面，不能存在夹渣、气孔等缺陷和杂质，并且满足加工需要的粗糙度，而且对镗孔的同轴度、舵系中心线、轴系中心线进行测量，并记录加工时的温度和数据作为后续赛龙加工的参考数值。第二安装赛龙轴承。安装要利用冷冻剂对轴承进行充分浸泡，并对舵杆、舵销孔的尺寸、赛龙轴承的外径尺寸进行确认。第三，是对舵杆、舵销、舵柄进行安装。安装中要注意密封圈使用时，挑选厚度不小于测量值利用公式计算得到的尺寸。同时要保证这些部件处在设计的位置上。第四，舵机安装。重点检查舵柄滑块的间隙是否符合设计要求，以保证舵机安装处于平衡位置，让舵机的铰孔和螺丝一一对应安装，地脚螺栓的扭力符合要求。

3轴舵系安装技术实例分析及改进建议

船舶轴舵系的安装会贯穿在整个船舶的建造工期中，是整个船舶修造最关键的工序。以C9400集装箱船为例，其主要的工作流程是在船舶局部成型之后，进行轴系照光、尾管加工、邹茜安装、舵线定位，之后再进行复光和主机、舵系的安装，就可以让船舶出船坞，进行水下校中。该传轴舵系安装的难点就是在照光、复光的环节，水下轴系的校中环节。如果这三个环节的数据不准确就会造成船舶建造的缺陷没有被发现，直接影响轴舵系的水下校中。在水下校中，过程就是依据理论技术处的轴系最佳负荷值，对轴承的高度和位置进行调整；对舵系的轴瓦间隙进行调整避免舵系运转时集中应力带来的部件损坏。

在C9400集装箱船进行航海海压下的轴系负荷校验中发现，试航中船舶的热态负荷值变化较大，并且出现了比冷态负荷减少10吨的情况，和理论设计分析存在很大的分歧。通过数据和测量过程分析认为，是测量时间在主机刚刚停止就进行，主机的运转带来轴瓦温度过高，让主机机架出现了形变，从而出现了主轴相对位置发生变化，负荷值和理论设计不符合的情况。针对这个问题，在主机内部温度下降到40度左右时进行数据测量，得到了轴承的测量结果和厂家提供的数据基本一致。

从此次实例可以发现，在船舶进行轴舵系的安装测量中，一定要考虑到温度变化对主机形变产生的影响。这是因为虽然这些形变数据很微小，属于人眼无法观测的范围，但是轴承负荷顶举实验对1毫米的形变都会产生数据测量上的变化，导致实验数据分析出现误差，这就有可能因为数据错误带来船舶施工中的质量事故。所以在实际施工安装中一定要按照要求，在主机温度下降后再进行数据测量，避免因为数据采集不准确带来船舶安全运行的隐患。

我国在船舶轴舵系的机械加工机技术和安装技术上，已经形成了比较成熟的应用体系。今后可以从关注安装技术的细节入手，进行安装测量技术的优化改进，从而为保障船舶安全运行，提高船舶工业的发展质量和水平做出积极的贡献。

参考文献：

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[2]潘升华.机械加工及船舶轴舵系安装技术优化研究[J].现代制造技术与装备,2018(08):70-71.

[3]王建政,张文平,曹贻鹏,郑大远.船舶轴系校中工艺流程探究[J].船舶工程,2011,33(06):77-79+104.